本發明專利技術公開了一種基于可變滑動窗口的電磁閥動作特征參數尋定方法，在運載火箭測試過程中，需要對電磁閥開啟關閉過程中的電流曲線進行分析，尋定特征點，根據點與點之間的時間、電流差值，獲取電磁閥動作特征參數，判定電磁閥開關過程是否滿足設計要求。本發明專利技術通過滑動窗口的方法，在電磁閥電流曲線的開啟與關閉階段，查找曲線中的“起始點”、“開啟峰點”、“開啟谷點”、“穩態開始點”、“終結點”、“關閉峰點”、“關閉谷點”與“穩態結束點”等特征點。在查找過程中，該方法能夠根據規則，自動調整滑動窗口參數，克服隨機噪聲、數據波動等對特征點尋定結果的影響，快速、準確查找到電磁閥電流曲線中的特征點，完成測試數據自動判讀。
1、在液體運載火箭增壓輸送系統中，需要大量多種類型的流體控制器件，來執行流體通路的啟閉、流體的定向和換向、流量和壓力的調節以及保護系統的安全等。電磁閥就是這眾多流體控制器件中的一種，它可以多次工作，實現流體通路的開啟、斷流和換向流動。一般用于運載火箭的管路系統中，由控制系統按指令操縱而工作，當控制系統發出電信號時，就能打開或關閉電磁閥，高壓氣體即可向貯箱進行增壓或停止增壓。電磁閥還經常用來控制氣動閥或其他氣動機構，以實現運載火箭所需要的各種程序動作。
2、在運載火箭的測試流程中，需要對電磁閥線圈中的電流變化曲線進行判讀，找到電磁閥電流曲線中的特征點，計算出包括穩態電流、啟動電流、釋放電流、結束電流、電磁閥打開時間、電磁閥關閉時間、峰-峰差值在內的多個動作特征參數，根據這些參數判斷電磁閥的響應時間、打開關閉動作特性等，是否滿足設計要求，從而判斷運載火箭的增壓輸送系統、各種動作程序是否能夠順利完成既定任務。但是，因為電磁閥在工作過程中會存在電磁干擾、摩擦、電磁特性差異等問題，在所采得的不同電磁閥電流曲線中，所需尋找的特征點特征也會存在差異。并且電流曲線中會有隨機波動與鋸齒狀數據，使得在查找特征點時，特征點會與其他噪聲點混淆。因此，尋找一種能夠克服這些難點，能夠在電磁閥電流曲線中自動查找特征點并計算出動作特征參數的方法，成為了一個既重要又具有挑戰的任務。
>1、本專利技術的目的是提供一種基于可變滑動窗口的電磁閥動作特征參數的尋定方法，能夠自動、快速、準確查找電磁閥電流曲線中的特征點，并計算動作特征參數的方法，克服了電磁閥電流曲線差異化大、存在噪聲、波動數據等問題，能夠用于運載火箭測發控自動讀判讀任務中。2、為解決上述問題，本專利技術的技術方案為：
3、本專利技術首先對電磁閥電流數據進行歸一化處理，將數據范圍限定在0到1范圍內，統一數據分析尺度。在歸一化處理后的電磁閥特征曲線上，查找的特征點包括，開啟階段的起始點、開啟峰點、開啟谷點、穩態開始點和關閉階段的穩態結束點、關閉谷點、關閉峰點、終結點。
4、針對每個特征點，都會有一個配有獨立參數的滑動窗口，在電磁閥特征曲線上進行滑動。根據特征點的數據特點，依次在電磁閥特征曲線上確定每個特征點的目標查找窗口。在確定目標查找窗口的過程中，會根據窗口所在的位置是否符合預先給出的檢測標準，動態調整滑動窗口參數，確保目標查找窗口位置的準確性。在目標查找窗口中，根據數據點查找規則，確定目標特征點的具體位置。
5、在開啟階段查找起始點時，需要解決的問題是如何找到特征曲線從底部平穩波動區域開始上升的起始點。本專利技術給出的方法是，在開始階段，滑動窗口從第一個數據點開始，將第一個窗口內的數值記為基準值。從前往后滑動窗口，當窗口內的數值平均值大于基準值加開啟閾值之和時，確認計數加1，否則，確認計數重置為0。比較完畢后，將基準值更新為曲線第一個數據點到當前窗口末尾所有數據點的數值平均值。當確認計數大于檢查確認步數時，將移動檢查確認步數之前的窗口作為目標查找窗口。在目標查找窗口中，找到第一個，數據點與前數據點差值大于開啟閾值的點，該點即為起始點。
6、在開啟階段查找開啟峰點時，需要解決的問題是如何在數據大小來回波動的特征曲線中，找到電流上升過程中的局部峰值，并且將該點準確標記。本專利技術給出的方法是，滑動窗口從起始點開始，從前往后滑動窗口，如果當前窗口內的數值平均值小于前一個窗口內的數值平均值時，確認計數加1，否則，確認計數重置為0。當確認計數大于檢查確認步數時，將移動檢查確認步數之前的窗口作為目標查找窗口。在目標查找窗口中，找到數值最大的那個點，該點即為開啟峰點。
7、在開啟階段查找開啟谷點時，需要解決的問題是如何在數據大小來回波動的特征曲線中，找到電流上升過程中的局部谷值，并且將該點準確標記。本專利技術給出的方法是，滑動窗口從開啟峰點開始，從前往后滑動窗口，如果當前窗口內的數值平均值大于前一個窗口內的數值平均值時，確認計數加1,否則，確認計數重置為0。當確認計數大于檢查確認步數時，將移動檢查確認步數之前的窗口作為目標查找窗口。在目標查找窗口中，找到數值最小的那個點，該點即為開啟谷點。
8、在查找開啟峰點和開啟谷點時，可能會出現查找到的開啟峰點與開啟谷點在底部數據平穩波動區域，而不是在電流上升區域。造成這種現象的原因是查找到的起始點并不滿足要求，并不是底部數據平穩波動區域的最后一個點。本專利技術給出的解決方法是，如果開啟峰點、開啟谷點的數值小于底部間隙參數值，則將尋定起始點的滑動窗口大小減1，重新查找起始點、開啟峰點與開啟谷點。
9、如果查找到的開啟峰點和開啟谷點出現在了數據特征曲線的頂部數據平穩波動區域，則是因為開啟峰點與開啟谷點的滑動窗口大小過大，錯過了電流上升區域的特征點。本專利技術給出的解決方法是，如果以開啟峰點、開啟谷點為開始點的窗口的數值平均值與1的差值小于頂部間隙值，則將開啟峰點、開啟谷點的滑動窗口大小減1，重新尋定開啟峰點與開啟谷點，并重新判定新的開啟峰點、開啟谷點與底部間隙的關系。
10、在開啟階段查找穩態開始點時，需要解決的問題是如何找到特征曲線從上升過度到頂部平穩波動的穩態開始點。本專利技術給出的方法是，滑動窗口從開啟谷點開始往后，將第一個窗口內的數值平均值記為比較值1，第二個窗口內的數值平均值記為比較值2，兩個值之差記為基準值。從前往后滑動窗口，如果當前窗口的數值平均值與前一個窗口的數值平均值之差小于基準值，確認計數加1，否則，確認計數重置為0。當確認計數大于檢查確認步數時，將當前窗口的數值平均值作為評判值，將移動檢查確認步數之前的窗口的第一個數據點到當前窗口最后一個數據點的所有點組合，作為目標查找窗口。目標查找窗口中，第一個數值大于評判值的數據點，即為穩態開始點。
11、在關閉階段，與開啟階段相反，從后往前，依次滑動窗口，查找終結點、關閉峰點、關閉谷點與穩態結束點。查找方法與開啟階段查找方法基本相同。
12、在相關特征點查找過程中，如果未發現滿足要求的目標檢查窗口，則將對應特征點的滑動窗口大小參數減1，重新查找對應特征點。
13、滑動窗口大小參數調整過程中，如果窗口大小小于對應的檢查確認步數，則停止調整。
14、在尋定所有目標特征點后，根據目標特征點的時間與電流數值，計算得出包括穩態電流、啟動電流、釋放電流、結束電流、峰-峰差值、電磁閥打開時間、電磁閥關閉時間在內的電磁閥動作特征參數，完成對電磁閥開啟關閉動作特性是否滿足設計要求的自動判讀。
15、基于相同的構思，本專利技術還提供了一種基于可變滑動窗口的電磁閥動作特征參數尋定裝置，包括：
16、數據預處理模塊，用于對電磁閥開關過程中的電流數據進行歸一化處理，配置滑動窗口參數及電磁閥動作特征檢測標準參數；
17、特征點尋定模塊，用于根據特征點查本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于可變滑動窗口的電磁閥動作特征參數尋定方法，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的基于可變滑動窗口的電磁閥動作特征參數尋定方法，其特征在于，對每個目標特征點，配置一滑動窗口；
3.如權利要求1所述的基于可變滑動窗口的電磁閥動作特征參數尋定方法，其特征在于，根據配置的相關參數及起始點尋定算法，從數據第一個點開始，在電磁閥電流曲線中查找開啟階段的起始點；
4.如權利要求3所述的基于可變滑動窗口的電磁閥動作特征參數尋定方法，其特征在于，每次查找目標特征點時，初始化一確認計數的參數，用于與檢查確認步數參數比較；
5.如權利要求3所述的基于可變滑動窗口的電磁閥動作特征參數尋定方法，其特征在于，若根據開啟峰點與開啟谷點的尋定算法，未找到對應的特征點，或開啟峰點與開啟谷點的位置不滿足電磁閥動作特征檢測標準參數中的底部間隙和頂部間隙參數的要求，則需要調整起始點、開啟峰點及開啟谷點的滑動窗口的大小，重新查找起始點、開啟峰點及開啟谷點的位置。
6.如權利要求1所述的基于可變滑動窗口的電磁閥動作特征參數尋定方法，其特征在于，根據配置的相關參數及終結點尋定算法，從最后一個數據點開始，在電磁閥電流曲線中查找關閉階段的終結點；
7.如權利要求6所述的基于可變滑動窗口的電磁閥動作特征參數尋定方法，其特征在于，每次查找目標特征點時，初始化一確認計數的參數，用于與檢查確認步數參數比較；
8.如權利要求6所述的基于可變滑動窗口的電磁閥動作特征參數尋定方法，其特征在于，若根據關閉峰點與關閉谷點的尋定算法，未找到對應的特征點，或關閉峰點與關閉谷點的位置不滿足電磁閥動作特征檢測標準參數中的底部間隙和頂部間隙參數的要求，則需要調整終結點、關閉峰點及關閉谷點的滑動窗口的大小，重新查找終結點、關閉峰點及關閉谷點的位置。
9.一種基于可變滑動窗口的電磁閥動作特征參數尋定裝置，其特征在于，包括：
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【技術特征摘要】
1.一種基于可變滑動窗口的電磁閥動作特征參數尋定方法，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的基于可變滑動窗口的電磁閥動作特征參數尋定方法，其特征在于，對每個目標特征點，配置一滑動窗口；
3.如權利要求1所述的基于可變滑動窗口的電磁閥動作特征參數尋定方法，其特征在于，根據配置的相關參數及起始點尋定算法，從數據第一個點開始，在電磁閥電流曲線中查找開啟階段的起始點；
4.如權利要求3所述的基于可變滑動窗口的電磁閥動作特征參數尋定方法，其特征在于，每次查找目標特征點時，初始化一確認計數的參數，用于與檢查確認步數參數比較；
5.如權利要求3所述的基于可變滑動窗口的電磁閥動作特征參數尋定方法，其特征在于，若根據開啟峰點與開啟谷點的尋定算法，未找到對應的特征點，或開啟峰點與開啟谷點的位置不滿足電磁閥動作特征檢測標準參數中的底部間隙和頂部間隙參數的要求，則需要調整起始點、開啟峰點及開啟谷點的滑...
【專利技術屬性】
技術研發人員：鄧闖，陳卓，謝芳，戴李剛，王逸凡，趙帥杰，蘭旭東，陳鍇迪，趙新航，彭炳鋒，歐陽李青，
申請(專利權)人：上海航天計算機技術研究所，
類型：發明
國別省市：
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